James Ferris

James P. Ferris
Nació	1932 Nyack, Nueva York
Fallecido	4 de marzo de 2016 (04/03/2016)(83 a 84 años) Albany, Nueva York
alma mater	Universidad de Pennsylvania Universidad de Indiana Instituto de Tecnología de Massachusetts
Premios	Premio NIH Career Award (1969) Medalla Oparin (1996)
Carrera científica
Los campos	fotoquímica atmosférica, orígenes de la vida, química prebiótica
Instituciones	Instituto Politécnico Rensselaer Instituto Salk de Estudios Biológicos Universidad Estatal de Florida

James "Jim" P. Ferris (1932 - 4 de marzo de 2016) fue un químico estadounidense. Es conocido por sus contribuciones a la comprensión de los orígenes de la vida en la Tierra, específicamente al demostrar un mecanismo exitoso de polimerización de ARN catalizada por arcilla , proporcionando más evidencia para la Hipótesis Mundial del ARN . Además, su trabajo en la fotoquímica atmosférica ha iluminado muchos de los procesos químicos que tienen lugar en la atmósfera de Júpiter y Saturno 's luna, Titán .

Vida y carrera

Jim Ferris nació en Nyack, Nueva York de Richard y Mabel Ferris, el menor de cinco hermanos. Completó sus estudios de pregrado en la Universidad de Pennsylvania y obtuvo una licenciatura en química. Luego obtuvo un doctorado en química de productos naturales en la Universidad de Indiana y continuó sus estudios posdoctorales en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.

Ferris comenzó su carrera como profesor en la Universidad Estatal de Florida y realizó investigaciones en el Instituto Salk de Estudios Biológicos. Se unió al Instituto Politécnico Rensselaer en 1967. Fue editor de Origins of Life and Evolution of Biospheres (OLEB), una revista académica patrocinada por The International Society for the Study of the Origin of Life (ISSOL), de 1982 a 1999. También se desempeñó como presidente de ISSOL de 1993 a 1996.

Entre 1998 y 2006, se desempeñó como director del Centro de Estudios sobre los Orígenes de la Vida de Nueva York de la NASA , que más tarde se convertiría en el Centro de Astrobiología de Nueva York en Rensselaer, del cual fue miembro activo hasta 2015.

Ferris murió el 4 de marzo de 2016 en el Centro de Enfermería Daughters of Sarah en Albany, Nueva York .

Investigar

Durante más de cincuenta años de investigación, Ferris realizó contribuciones históricas al campo de la química prebiótica. Su interés en los orígenes de la vida lo llevó a explorar en detalle una amplia gama de mecanismos de reacción prebióticos y a hacer el descubrimiento de la síntesis de ARN dirigida por arcilla. Al proporcionar un mecanismo plausible para la síntesis prebiótica de oligómeros de ARN, el método de Ferris fortaleció la hipótesis del mundo del ARN. En un esfuerzo por descubrir las condiciones de la atmósfera de la Tierra primitiva y establecer aún más la relación entre los procesos atmosféricos y la química prebiótica, Ferris se centró en la observación de Júpiter y la luna más grande y parecida a la Tierra de Saturno, Titán.

Síntesis prebiótica

A finales de los 60, Ferris publicó una serie de estudios en colaboración con Leslie Orgel que aclararon varias vías prebióticas para la síntesis de macromoléculas biológicamente relevantes (incluidas las nucleobases , los aminoácidos y sus precursores) a partir de cianuro de hidrógeno y compuestos de ciano . ^[1] En otra serie de publicaciones sobre evolución química, Ferris amplió aún más la comprensión de estas y otras reacciones, demostrando, por ejemplo, los mecanismos de polimerización de cianuro de hidrógeno en una variedad de condiciones que conducen a purinas , pirimidinas , aminoácidos y un anfitrión. de moléculas precursoras orgánicas.^[2]

Catálisis de montmorillonita y polimerización de ARN

El trabajo de Ferris en la síntesis prebiótica bajo las condiciones de la Tierra primitiva lo llevó a investigar el uso del mineral montmorillonita como superficie para la polimerización de ribonucleótidos y otros procesos. La montmorillonita se forma por la acumulación y descomposición de cenizas volcánicas y puede haber estado presente en la Tierra primitiva, lo que la convierte en un candidato prometedor para la catálisis de reacciones prebióticas. En las primeras publicaciones que involucran arcillas de montmorillonita, Ferris demostró que, después de la adsorción de los nucleótidos a su superficie, el mineral puede mejorar catalíticamente la formación de oligonucleótidos de poliadenina y policitosina y adenina monofosfatos cíclicos. ^[3]La composición de las arcillas de montmorillonita puede variar, y se demostró que la presencia de cationes metálicos para estabilizar las distintas cargas negativas del mineral también afecta la unión y la catálisis. ^[4]^[5] Más tarde, Ferris pudo lograr la catálisis del enlace fosfodiéster entre varios ribonucleótidos activados, lo que resultó en oligómeros de ARN de hasta 50 nucleótidos de longitud en la superficie de la arcilla. ^[6]^[7]

En 2010, Ferris demostró que la montmorillonita es capaz de afectar la regioselectividad de los oligómeros de ARN que cataliza. ^[8] Comenzando con una mezcla de enantiómeros D y L de ribonucleótidos activados, hasta el 76% de los oligómeros resultantes eran homoquirales , proporcionando una nueva dirección para la pregunta aún sin respuesta del origen de la homoquiralidad en la bioquímica moderna.

Fotoquímica en otros planetas

Ferris construyó simulaciones gaseosas de las atmósferas de Júpiter y Titán y analizó su composición utilizando una combinación de técnicas fotoquímicas, incluida la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X y la espectroscopía infrarroja . La información obtenida de estos estudios podría compararse directamente con las mediciones de sus respectivos planetas. El análisis de los procesos atmosféricos en otros planetas de nuestro sistema solar no solo beneficia a los esfuerzos de exploración espacial en curso de la NASA, sino que también puede brindar información sobre la historia de nuestro propio planeta, revelando procesos atmosféricos que habrían sido importantes para el surgimiento de la vida en una Tierra prebiótica.

Al preparar análogos de los aerosoles atmosféricos de Titán e irradiar la mezcla de gases utilizada, Ferris pudo sondear índices de refracción y observar reacciones de síntesis que podrían usarse como modelos y compararse directamente con las mediciones de los datos espectroscópicos recuperados de la misión Cassini-Huygens de la NASA a Saturno. ^[9]

Publicaciones Seleccionadas

Ferris, JP; Hill, AR; Liu, R .; Orgel, LE (1996). "Síntesis de oligómeros prebióticos largos en superficies minerales". Naturaleza . 381 (6577): 59–61. Código Bibliográfico : 1996Natur.381 ... 59F . doi : 10.1038 / 381059a0 . hdl : 2060/19980119839 . PMID 8609988 . S2CID 4351826 .
Ferris, JP; Ertem, G. (1993). "Catálisis de Montmorillonita de formación de oligómeros de ARN en solución acuosa. Un modelo para la formación prebiótica de ARN". Mermelada. Chem. Soc . 115 (26): 12270–12275. doi : 10.1021 / ja00079a006 . PMID 11540110 .
Joshi, PC; Aldersley, MF (2011). "" Ferris, JP "Selectividad homoquiral en la síntesis de ARN: reacciones cuaternarias catalizadas por montmorillonita de D, L-purina con nucleótidos de D, L-pirimidina". Orig. Life Evol. Biosph . 41 (3): 213-236. Código bibliográfico : 2011OLEB ... 41..213J . doi : 10.1007 / s11084-010-9222-1 . PMID 20725859 . S2CID 34460522 .
Ferris, JP (2006). "Formación de oligómeros de ARN catalizada por montmorillonita: el posible papel de la catálisis en los orígenes de la vida" . Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci . 361 (1474): 1777–1786. doi : 10.1098 / rstb.2006.1903 . PMC 1664692 . PMID 17008218 .
Vuitton, V .; Tran, B .; Persans, P .; Ferris, JP (2009). "Determinación de los índices de refracción complejos de análogos de neblina de Titán mediante espectroscopia de deflexión fototérmica". Ícaro . 203 (2): 663–671. Código Bibliográfico : 2009Icar..203..663V . doi : 10.1016 / j.icarus.2009.04.016 .

premios y reconocimientos

Ferris recibió un premio NIH Career Award en 1969, lo que le permitió ampliar enormemente su investigación sobre la síntesis de nucleótidos prebióticos.

En 1996, ISSOL le otorgó la Medalla Oparin por sus logros y contribuciones al campo de los orígenes de la química de la vida.

En 2012, el Instituto Politécnico Rensselaer estableció la Beca James P. Ferris en Astrobiología en su honor.

Referencias

^ Sánchez, RA; Ferris, JP; Orgel, LE (1967). "Estudios en Síntesis Prebiótica: II. Síntesis de precursores de purinas y aminoácidos a partir de cianuro de hidrógeno acuoso". Revista de Biología Molecular . 30 (2): 223–53. doi : 10.1016 / S0022-2836 (67) 80037-8 . PMID 4297187 .
^ Ferris, JP; Donner, DB; Lobo, AP (1973). "Evolución química: 11. Posible papel del cianuro de hidrógeno en la evolución química: Investigación de la síntesis directa propuesta de péptidos a partir de cianuro de hidrógeno". Revista de Biología Molecular . 74 (4): 499–510. doi : 10.1016 / 0022-2836 (73) 90042-9 . PMID 4738112 .
^ Ferris, JP; Huang, CH; Hagan, WJ (1988). "Montmorillonita: un catalizador mineral multifuncional para la formación prebiológica de ésteres de fosfato". Orig. Life Evol. Biosph . 18 (1): 121-133. Código bibliográfico : 1988OrLi ... 18..121F . doi : 10.1007 / bf01808786 . PMID 3368214 . S2CID 23867692 .
^ Ferris, JP; Ertem, G .; Agarwal, VK (1989). "La adsorción de nucleótidos y polinucleótidos sobre arcilla de montmorillonita". Orig. Life Evol. Biosph . 19 (2): 153-164. Código Bibliográfico : 1989OLEB ... 19..153F . doi : 10.1007 / bf01808149 . PMID 11536623 . S2CID 22830004 .
^ Ferris, JP; Ertem, G .; Agarwal, VK (1989). "Catálisis mineral de la formación de dímeros de 5′-AMP en solución acuosa: el posible papel de las arcillas de montmorillonita en la síntesis prebiótica de ARN". Orig. Life Evol. Biosph . 19 (2): 165-178. Código Bibliográfico : 1989OLEB ... 19..165F . doi : 10.1007 / bf01808150 . PMID 2479900 . S2CID 1070828 .
^ Ferris, JP; Hill, AR; Liu, R .; Orgel, LE (2 de mayo de 1996). "Síntesis de oligómeros prebióticos largos en superficies minerales". Naturaleza . 381 (6577): 59–61. Código Bibliográfico : 1996Natur.381 ... 59F . doi : 10.1038 / 381059a0 . hdl : 2060/19980119839 . PMID 8609988 . S2CID 4351826 .
^ Ferris, JP (29 de octubre de 2006). "Formación de oligómeros de ARN catalizada por montmorillonita: el posible papel de la catálisis en los orígenes de la vida" . Transacciones filosóficas de la Royal Society B: Ciencias biológicas . 361 (1474): 1777–1786. doi : 10.1098 / rstb.2006.1903 . PMC 1664692 . PMID 17008218 .
^ Joshi, PC; Aldersley, MF; Ferris, JP (junio de 2011). "Selectividad homoquiral en la síntesis de ARN: reacciones cuaternarias catalizadas por montmorillonita de D, L-purina con nucleótidos D, L-pirimidina". Orig. Life Evol. Biosph . 41 (3): 213-236. Código bibliográfico : 2011OLEB ... 41..213J . doi : 10.1007 / s11084-010-9222-1 . PMID 20725859 . S2CID 34460522 .
↑ Vuitton, V .; Tran, BU; Persans, PD; Ferris, JP (octubre de 2009). "Determinación de los índices de refracción complejos de análogos de neblina de Titán mediante espectroscopia de deflexión fototérmica". Ícaro . 203 (2): 663–671. Código bibliográfico : 2009Icar..203..663V . doi : 10.1016 / j.icarus.2009.04.016 .

enlaces externos

Biografía en RPI
In Memoriam en la NASA
ISSOL
Centro de Astrobiología de Nueva York en Rensselaer

[:1-1] Sánchez, RA; Ferris, JP; Orgel, LE (1967). "Estudios en Síntesis Prebiótica: II. Síntesis de precursores de purinas y aminoácidos a partir de cianuro de hidrógeno acuoso". Revista de Biología Molecular . 30 (2): 223–53. doi : 10.1016 / S0022-2836 (67) 80037-8 . PMID 4297187 .

[:2-2] Ferris, JP; Donner, DB; Lobo, AP (1973). "Evolución química: 11. Posible papel del cianuro de hidrógeno en la evolución química: Investigación de la síntesis directa propuesta de péptidos a partir de cianuro de hidrógeno". Revista de Biología Molecular . 74 (4): 499–510. doi : 10.1016 / 0022-2836 (73) 90042-9 . PMID 4738112 .

[:3-3] Ferris, JP; Huang, CH; Hagan, WJ (1988). "Montmorillonita: un catalizador mineral multifuncional para la formación prebiológica de ésteres de fosfato". Orig. Life Evol. Biosph . 18 (1): 121-133. Código bibliográfico : 1988OrLi ... 18..121F . doi : 10.1007 / bf01808786 . PMID 3368214 . S2CID 23867692 .

[:4-4] Ferris, JP; Ertem, G .; Agarwal, VK (1989). "La adsorción de nucleótidos y polinucleótidos sobre arcilla de montmorillonita". Orig. Life Evol. Biosph . 19 (2): 153-164. Código Bibliográfico : 1989OLEB ... 19..153F . doi : 10.1007 / bf01808149 . PMID 11536623 . S2CID 22830004 .

[:5-5] Ferris, JP; Ertem, G .; Agarwal, VK (1989). "Catálisis mineral de la formación de dímeros de 5′-AMP en solución acuosa: el posible papel de las arcillas de montmorillonita en la síntesis prebiótica de ARN". Orig. Life Evol. Biosph . 19 (2): 165-178. Código Bibliográfico : 1989OLEB ... 19..165F . doi : 10.1007 / bf01808150 . PMID 2479900 . S2CID 1070828 .

[:6-6] Ferris, JP; Hill, AR; Liu, R .; Orgel, LE (2 de mayo de 1996). "Síntesis de oligómeros prebióticos largos en superficies minerales". Naturaleza . 381 (6577): 59–61. Código Bibliográfico : 1996Natur.381 ... 59F . doi : 10.1038 / 381059a0 . hdl : 2060/19980119839 . PMID 8609988 . S2CID 4351826 .

[:7-7] Ferris, JP (29 de octubre de 2006). "Formación de oligómeros de ARN catalizada por montmorillonita: el posible papel de la catálisis en los orígenes de la vida" . Transacciones filosóficas de la Royal Society B: Ciencias biológicas . 361 (1474): 1777–1786. doi : 10.1098 / rstb.2006.1903 . PMC 1664692 . PMID 17008218 .

[:8-8] Joshi, PC; Aldersley, MF; Ferris, JP (junio de 2011). "Selectividad homoquiral en la síntesis de ARN: reacciones cuaternarias catalizadas por montmorillonita de D, L-purina con nucleótidos D, L-pirimidina". Orig. Life Evol. Biosph . 41 (3): 213-236. Código bibliográfico : 2011OLEB ... 41..213J . doi : 10.1007 / s11084-010-9222-1 . PMID 20725859 . S2CID 34460522 .

[:9-9] Vuitton, V .; Tran, BU; Persans, PD; Ferris, JP (octubre de 2009). "Determinación de los índices de refracción complejos de análogos de neblina de Titán mediante espectroscopia de deflexión fototérmica". Ícaro . 203 (2): 663–671. Código bibliográfico : 2009Icar..203..663V . doi : 10.1016 / j.icarus.2009.04.016 .

[1]